WO2002028622A1

WO2002028622A1 - Verfahren und vorrichtung zum schliessen von kunststoff-verschlüssen an einem mehrfach-spritzwerkzeug

Info

Publication number: WO2002028622A1
Application number: PCT/CH2001/000545
Authority: WO
Inventors: Adrian Christinger
Original assignee: Schöttli AG
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2002-04-11
Also published as: AU2001281663A1; CH692283A5

Abstract

Das Verfahren wird an Mehrfach-Spritzwerkzeugen mit mehreren Zeilen und/oder Spalten von Kavitäten (3) eingesetzt und tritt nach dem Öffnen des Spritzwerkzeuges in Aktion. Die unteren Verschlussteile werden mittels speziell geformter Auswerfer, die einen Kern für dieselben und daher eine Auflagefläche für sie bilden, zunächst nur wenig aus ihren Kavitäten (3) herausgehoben und also nur teilentformt, während die Deckel komplett ausgestossen werden und dann mit ihren Scharnieren schräg und frei an den unteren Verschlussteilen hängen. Für das Schliessen der Deckel wird zunächst ein Rahmen (6) zwischen die Formteile (1,2) des Spritzwerkzeuges gefahren, wobei an diesem Rahmen für jede Reihe von nebeneinander angeordnet gespritzten Verschlüssen ein Arm (11,12) vorhanden ist, der am Rahmen (6) verschiebbar ist. Jeder Arm (11,12) weist mehrere, gegen die Seite des Formteils (1) mit den zu schliessenden Verschlüssen hin abzweigende Seitenarme (13,14) auf, welche je an ihrem Ende eine Schliesswalze (15,16) tragen. Jeder Arm (11,12) ist zwangsweise längs einer Kurve am Rahmen (6) so geführt, dass die Schliesswalzen (15,16) seiner Seitenarme (13,14) in Bezug auf die Dichtfläche des Formteils (1) über den ausgestossenen, offenen Deckeln zunächst zwischen die Formteile (1,2) fahren, hernach schräg zur Dichtfläche (4) hin unter die zu schliessenden Deckel fahren. Danach schwenken die Schliesswalzen (15,16) die Deckel schräg von der Dichtfläche (4) wegfahrend zu und überrollen sie auf ihrer Oberseite mit Auflagedruck, sodass sie in den Verschlussunterteilen einrasten. Der Gegendruck wird von den Auswerfern aufgenommen. Zuletzt werden die verschlossenen Deckelverschlüsse vollständig entformt.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SCHLIESSEN VON KUNSTSTOFF-VERSCHLÜSSEN AN EINEM MEHRFACH - SPRITZWERKZEUG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren, mittels dessen die Deckel von in einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten aus Kunststoff gespritzten Verschlüssen, noch während sie in der Spritzform liegen, geschlossen werden können, das heisst, bevor die Verschlüsse entformt werden. Desweiteren schliesst die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ein.

[0002] Herkömmlich werden verschiedenste Verschlüsse aus Kunststoff im Spritzverfahren hergestellt. Grundsätzlich fahren zwei Formteile eines Spritzwerkzeuges linear zusammen und schliessen zwischen sich einen Hohlraum ein, in welchen das flüssige Kunststoffmaterial eingespritzt wird. Nach Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffs werden die beiden Formteile auseinandergefahren und das fertige Spritzteil wird von Auswerfern mechanisch ausgestossen. Eine grosse Anzahl der auf diese Weise gespritzten Verschlüsse weist einen scharnierenden Deckel oder eine ebensolche Verschlusskappe auf. Solche Verschlüsse mit Scharnierdeckel oder Scharnierkappe werden, um die Entformbarkeit des fertigen Spritzteils zu gewährleisten, im offenen Zustand gespritzt, bei dem also der Deckel oder die Kappe in bezug auf die Schliessposition um 180° aufgeschwenkt ist. Nach dem Spritzen liegen also die Verschlüsse in geöffnetem Zustand vor und müssen vor dem Aufsetzen auf ein Gebinde geschlossen werden. Am besten erfolgt das Schliessen der Verschlüsse noch direkt an der Werkzeugform, das heisst, bevor die Verschlüsse entformt werden und also aus der Werkzeugform ausgeworfen werden, und das aus folgenden Gründen: Erstens ist es nicht möglich, den Deckel und den unteren Verschlussteil nach dem vollständigen Entformen für ein nachträgliches Verschliessen erneut so exakt zu positionieren, das heisst derart exakt zentriert zu halten, wie diese Teile zuvor im Spritzwerkzeug gehalten waren. Zweitens weisen die Verschlüsse unmittelbar nach dem Spritzvorgang eine relativ hohe Temperatur von um die 85°C auf, welche ihnen eine gewisse Geschmeidigkeit verleiht, sodass mit dem Schliessen des Deckels oder der Kappe auf dieser erhöhten Temperatur eine grösstmögliche Passgenauigkeit der beiden aufeinander zu schwenkenden und miteinander einrastenden Teile erzielt wird. Die beiden Teile passen sich auf dieser erhöhten Temperatur gewissermassen aneinander an und kühlen hernach gemeinsam allmählich ab und passen dadurch exakt aufeinander, ganz gemäss der vom Konstrukteur des Spritzwerkzeuges vorgesehenen Masse. Wegen der Vorteile des Schliessens solcher Kunststpffverschlüsse mit über ein Scharnier zuschwenkbarem Deckel oder ebensolcher Kappe direkt am Spritzwerkzeug, werden Zusatzeinrichtungen eingesetzt, welche dieses Schliessen noch am Spritzwerkzeug vornehmen. Weil derartige Verschlüsse in sehr grossen Stückzahlen nachgefragt werden, kommen meist Mehrfach-Spritzwerkzeuge zum Einsatz. In einem einfachsten Mehrfahrwerkzeug werden zum Beispiel in bezug auf die in horizontaler Richtung zusammenfahrenden Formteile zwei übereinander liegende Verschlüsse in geöffnetem Zustand gespritzt. Von oben gesehen schwenken dabei die Deckel oder Kappen parallel zueinander auf und zu. Nach dem Spritzen fahren die Formteile des Spritzwerkzeuges auseinander, und hernach werden zunächst die Deckel oder Kappen vollständig aus ihrer Form gestossen. Sie ragen dann lose in den Raum zwischen den Formteilen. Zum Schliessen dieser Deckel oder Kappen werden die unteren Verschlussteile von speziell geformten Auswerfern zunächst nur um ein kleines Mass in ihren Kavitaten angehoben, sodass sie an der Dichtfläche vorstehen. Dann wird eine automatisierte Mechanik eingesetzt, welche von der Seite zwi- sehen das geöffnete Spritzwerkzeug hineinfährt. Diese Mechanik weist bei zwei zu schliessenden, übereinander angeordneten Verschlüssen zwei ebenfalls übereinander angeordnete Arme auf, die an ihrem Ende je eine Stahlwalze tragen, deren Achse bezüglich der horizontalen Arme und des horizontal beweglichen Formteils vertikal verläuft. Diese Stahlwalzen werden schliesslich knapp oberhalb der Dichtfläche über dasjenige Formteil gefahren, in welchem die gespritzten Verschlüsse sitzen. Dabei wird mit der Walze jedes Armes unter den vor ihr liegenden aufgeschwenkten Deckel gefahren. Die Walze fährt dann eine genau definierte Bewegungskurve ab, wobei sie den Deckel um seine Scharnierachse zuschwenkt und ihn hernach auf den unteren Verschlussteil presst, sodass er darauf wie vorgesehen einrastet. Nach dem Zurückfahren dieser Arme werden die geschlossenen Verschlüsse vollständig aus der Form ausgeworfen. Damit die Arme und insbesondere die an ihren Enden gelagerten Walzen genau die erforderliche Bewegung ausführen, wird eine entsprechende Kulisse mit Führungskurven eingesetzt, in welche seitlich an den Armen gelagerte Rollen eingreifen. Nach diesem Prinzip ist es möglich, nicht nur zwei übereinanderliegende Verschlüsse gleichzeitig zu spritzen und hernach vor dem Entformen zu schliessen, sondern eine ganze Reihe übereinanderliegender Verschlüsse. Für jeden muss bloss ein gesonderter Arm mit einer Schliesswalze an seinem Ende vorgesehen werden. Um die Kapazität eines Spritzautomaten noch weiter zu steigern, kann ein Spritzwerkzeug eingesetzt werden, das einer ganzen Reihe von übereinander liegenden Verschlüssen die Form bietet. Zugleich kann es eine zweite derartige Reihe von Verschlussformen bzw. Kavitaten aufweisen, die bezüglich der ersten Reihe um die Hochachse des eingespannten Werkzeuges gespiegelt angeordnet sind. Für jeden Verschluss wird dann auf jeder Seite des Werkzeuges ein gesonderter Arm mit Schliesswalze eingesetzt, sodass also im beschriebenen Beispiel die Schliessarme der beiden Verschlussreihen gegeneinander gerichtet zwischen die beiden Formteile des geöffneten Werkzeuges fahren und die jeweiligen Deckel zuschwenken und auf die entsprechenden unteren Verschlussteile aufpressen. Die Kapazitätssteigerung wird aber begrenzt durch die maximal mögliche Bauhöhe des in den Spritzautomaten einbaubaren Werkzeuges. Bei Werkzeugen mit besonders grosser Ausdehnung in der Vertikalrichtung ergeben sich aber oft Probleme mit der gleichmässigen Wärmeabfuhr und mit dem Erzielen eines über die ganze Pressfläche gleichmässigen Anpressdruckes.

[0003] Um die Produktionskapazität an einem bestehenden Spritzautomaten dennoch weiter steigern zu können, werden auch Werkzeuge eingesetzt, welche pro Spritzvorgang eine Vielzahl von Verschlüssen mit Deckeln oder Kappen in geöffnetem Zustand zu spritzen erlauben, indem diese Verschlüsse an den Formteilen nach Art einer Matrix angeordnet sind. Die Werkzeugformen bieten also mehreren zeilenförmig übereinanderliegenden und spaltenförmig nebeneinanderliegenden Reihen von Verschlüssen Platz, sodass also auch in der Breite mehr als nur zwei nebeneinanderliegende Verschlüsse in einem Nu spritzbar sind. An einem solchen Mehrfachwerkzeug ist allerdings das Schliessen der Deckel bzw. Kappen der frisch gespritzten Verschlüsse bisher nicht möglich. Aus diesem Grund wurden sogenannte Verdeckelungs- oder Schliessautomaten für das externe, das heisst gesonderte, nachträgliche Schliessen der Verschlüsse entwickelt. Diese separat zu den Spritzautomaten aufgestellten und unabhängig von diesen laufenden Maschinen dienen einzig dem Zweck, an fertig gespritzten und entformten Verschlüssen die Deckel oder Kappen zuzuschwenken und fest zu verschliessen. Solche Verdeckelungs- oder Schliessautomaten sind jedoch komplizierte und entsprechend teure Maschinen. Zunächst müssen sie ja die lose und quasi als Schüttgut anfallenden, offenen Verschlüsse vereinzeln, ausrichten und hernach möglichst exakt zentrieren und positionieren, und sie daraufhin in dieser Lage festhalten. Erst dann ist das Zuschwenken der Deckel genau um die definierte Schwenkachse möglich, und das anschliessende passgenaue Aufdrücken der Deckel auf die unteren Verschlussteile. Es ist aber aus prinzipiellen Gründen nicht möglich, einen Verschluss, nachdem er einmal entformt wurde, noch einmal so präzise zu zentrieren und zu halten, wie er eben im Spritzwerkzeug gehalten ist, von dem er ja direkt geformt wurde. Die Schliessautomaten haben daher stets mit einem gewissen Zentrierungsproblem zu kämpfen. Desweiteren ist im Betrieb das Nachschalten eines solchen Schliessautomaten an einen Spritzautomaten aus logistischen Gründen selten ganz unproblematisch. Tritt zum Beispiel eine Störung beim Schliessautomaten auf, so entsteht sofort ein Stau von Spritzteilen zwischen dem Spritzautomaten und dem Schliessautomaten. Eventuell muss deswegen der Spritzautomat sogar gestoppt werden, und es werden grosse Umtriebe mit dem erneuten Anfahren verursacht, etwa bis die optimalen Betriebstemperaturen des inzwischen abgekühlten Spritzwerkzeug wieder erreicht sind und die ebenmässige Herstellung der Spritzteile wieder gesichert ist. Passiert einmal ein solcher Unterbruch, so variieren unweigerlich die Zeitintervalle, innerhalb welcher die fertig gespritzten Verschlüsse am Schliessautomaten schliesslich geschlossen werden. Insgesamt resultieren also erhebliche logistische Probleme. Ausserdem können Verschlüsse, die etwa einen Tag alt oder älter sind und erst dann erstmals geschlossen werden, vielfach keine Dichtigkeit gewährleisten und oftmals bricht sogar das Scharnier, was dann zu Verklemmungen in der Maschine führt. Externe Verdeckelungsautomaten bzw. Schliessautomaten bergen daher auch das Risiko von fertigungstechnischen Problemen. Der Ankauf von externen Verdeckelungsautomaten ist schliesslich teuer. Ein solcher Automat kostet bis etwa die Hälfte eines Mehrfachwerkzeuges. Zudem ist sein Betrieb aus den obengenannten Gründen problematisch und kann zu grösseren Mengen von Ausschussware führen.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten zu schaffen, um das Schliessen noch in der Spritzform unmittelbar nach dem Spritzvorgang bewerkstelligen zu können, und zwar auch bei Mehrfachwerkzeugen mit mehreren Zeilen- und spaltenförmig angeordneten Reihen von Verschlussformen.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach dem Oberbegriff und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Verfahrensanspruches 1.

[0006] Die Aufgabe wird weiter gelöst von einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach dem Oberbegriff und mit den kennzeichnenden Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 4. [0007] Mit einer solchen Vorrichtung und dem damit betriebenen Verfahren lässt sich die Produktionskapazität eines entsprechenden Spritzautomaten für die Produktion von Scharnierdeckel- oder Scharnierkappenverschlüssen beträchtlich steigern. Dank dieser integrierten Verdeckelung können matrixartige Mehrfachwerkzeuge mit Verschlussformen in mehreren Zeilen und mehreren Spalten eingesetzt werden, mit denen sich die Kapazität verdoppeln oder gar vervielfachen lässt. Dabei kann eine absolut gleichmässige Fertigungsqualität ohne weiteres gewährleistet werden. Die Verdeckelung erfolgt so rasch, dass der Spritzautomat im üblichen Takt laufen kann. Der Einsatz dieses Produktionsverfahrens mit integrierter Mehrfachverdeckelung vermeidet ausserdem logistische Probleme wie sie etwa mit dem Betrieb externer Verdeckelungs- bzw. Schliessautomaten auftreten können.

[0008] In den Figuren ist eine beispielsweise Ausführung der Vorrichtung dargestellt, die nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Anhand dieser Figuren wird auch das Verfahren Schritt für Schritt beschrieben und seine Wirkungsweise wird erläutert und erklärt.

Es zeigt:

Figur 1 : Die ausserhalb des Spritzwerkzeuges an einem Spritzautomaten angebaute Vorrichtung bei geöffnetem Mehrfach-Spritzwerkzeug mit eingefahrenen Armen und ihren Schliesswalzen;

Figur 2 : Die Vorrichtung aus Figur 1 von der anderen Seite her gesehen mit zwei Pneumatik-Kolbenzylindereinheiten zum Antrieb der Arme mit den Schliesswalzen;

Figur 3 : Eine Draufsicht auf die Dichtfläche und die Formen eines Mehrfachwerkzeuges mit zwei Zeilen und Spalten von Verschluss- und Deckelformen für die effiziente Produktion von Verschlüssen mit Scharnierdeckeln; Figur 4 Die Vorrichtung zum Schliessen der Deckel in Wartestellung in einer Ansicht von unten bei geschlossenem Spritzwerkzeug, wobei von diesem nur die eine Hälfte gezeichnet ist;

Figur 5 : Die Vorrichtung zum Schliessen der Deckel nach dem

Hineinfahren der Arme und vor dem Unterfahren der aufgeschwenkten Deckel in einer Ansicht von unten bei geöffnetem Spritzwerkzeug, wobei von diesem nur die eine Hälfte gezeichnet ist;

Figur 6 : Ein Mehrfachwerkzeug mit sechs Zeilen und vier Spalten von

Kavitaten, d.h. 24 Spritzformen für Scharnierdeckelverschlüsse, wie es dank der Vorrichtung realisierbar ist.

[0009] In Figur 1 ist zunächst eine Gesamtansicht der Vorrichtung dargestellt. Sie ist hier ausserhalb des Spritzwerkzeuges mit seinen beiden Formteilen 1 ,2 an einem Spritzautomaten angebaut. Das Mehrfach-Spritzwerkzeug ist gerade geöffnet, das heisst die beiden Formenteile 1 ,2 sind in horizontaler Richtung auseinandergefahren. Es handelt sich hier um ein Werkzeug für das gleichzeitige Spritzen' von vier Scharnierdeckel-Verschlüssen. In den Kavitaten 3 der Dichtfläche 4 liegen die jeweils fertig gespritzten Verschlüsse. Im gezeigten Bild sind die Auswerfer 5 ausgefahren. Das Gegenstück zu diesem Formteil 1 ist das Formteil 2, das rechts im Bild zu sehen ist. Allerdings ist hier der Blick auf die Dichtfläche dieses Formteils 2 nicht möglich. Die Vorrichtung zum Schliessen der Deckel schliesst nun einen Rahmen 6 ein, der zwischen die Formteile 1 ,2 des Spritzwerkzeuges einfahrbar ist und alle weiteren Elemente der Vorrichtung zum Schliessen der Deckel trägt. Dieser Rahmen 6 ist im gezeigten Beispiel horizontal verschiebbar am Formteil 1 des Spritzwerkzeuges geführt. Hierzu sind zwei Führungsschienen 7,8 parallel und übereinander angeordnet an diesem Formteil 1 montiert. Der Rahmen 6 weist entsprechende, zu diesen Führungsschienen 7,8 passende, gerade Nutenschienen 9,10 auf, die zum Beispiel ein schwalbenschwanzförmiges Profil aufweisen können, in welches das Profil der zugehörigen Führungsschiene 7,8 komplementär einpasst. Anstatt einer blossen Gleitlagerung, indem zum Beispiel jeweils die eine Schiene aus einem hierfür geeigneten Kunststoff gefertigt ist, können diese Führungsschienen 7,8 zu den Nutenschienen 9,10 auch rollengelagert sein. Innerhalb des kubusförmigen Rahmens 6 sind hier zwei parallel übereinander angeordnete Arme 11 ,12 mit je zwei Seitenarmen 13,14 montiert, die man hier vom vorderen Ende aus sieht. Am vorderen Ende jedes Seitenarmes 13,14 ist je eine Schliesswalze 15,16 frei drehbar gelagert angebaut. Diese Arme 11 ,12 und Seitenarme 13,14 sind längs des Rahmens 6 beweglich, wozu sie über eine Brücke 17 miteinander verbunden sind. Und diese Brücke 17 ist gelenkig mit dem einen Ende einer pneumatischen Kolben-Zylindereinheit 18 verbunden, welche daher die Arme 11 ,12 mit ihren Seitenarmen 13,14 längs des Rahmens 6 in horizontaler Richtung gleichförmig vor- und rückwärts bewegen kann. Die Arme 11 ,12 selbst sind auf der Innenseite der Ober- und Unterseite des Rahmens 6 je in einer dort vorhandenen Führungsnut 19,20 geführt. Diese Führungsnuten 19,20 können zum Beispiel in Platten aus einem geeigneten Kunststoff 29,30 eingefräst sein, welche dann auf den Innenseiten der Ober- und Unterseite des Rahmens 6 montiert werden. Für das Bewerkstelligen der Führung der Schliesswalzen 15,16 sind zu den Führungsnuten 19,20 passende Rollen direkt oder indirekt an den Armen 11 ,12 gelagert, welche beim Hin- und Herbewegen der Arme 11 ,12 und der von ihnen abzweigenden Seitenarme 13,14 in der zugehörigen Führungsnut 19,20 abrollen und daher letztlich den Schliesswalzen 15,16 zu ihrer Hin- und Herbewegung eine Verschiebung quer zur Hin- und Herbewegung überlagern. Die Schliesswalzen 15,16 beschreiben daher eine genau definierte Kurve in der Horizontalebene. Für das Schliessen der Deckel von eben gespritzten Verschlüssen werden nach dem Auseinanderfahren der Formteile 1 ,2 des Spritzwerkzeuges zunächst nur die Deckel von den Auswerfern vollständig entformt, sodass sie an ihren Scharnieren hängend schräg von den noch in den Kavitaten 3 sitzenden Verschlussunterteilen von der Dichtfläche 4 des Formteils 1 abstehen. Gleichzeitig oder gleich anschliessend daran werden die unteren Verschlussteile mittels speziell geformter Auswerfer nur um ein kleines Mass aus ihren Kavitaten herausgestossen beziehungsweise in diesen angehoben, bloss etwa 5 bis 20 Millimeter, je nach Verschlussform und Verschlussgrösse. Dieses Anheben muss sicherstellen, dass die Schliesswalzen die geöffneten Deckel unterfahren können. Die Auswerfer sind dabei so geformt, dass sie für das gespritzte Verschlussunterteil einen Kern bilden, sodass das leicht herausgestossene oder in der Kavität angehobene, aber immer noch in der Kavität im Formteil gehaltene Verschlussteil auf diesem Kern in einer definierten und zentrierten Lage gehalten wird und der Kern gleichzeitig für das Verschlussteil eine satte Auflagefläche bildet. Jetzt wird der ganze Rahmen 6 längs der Führungsschienen 7,8 zwischen die Formteile 1 ,2 gefahren. Dabei fahren die vordersten, hier sichtbaren Schliesswalzen 15,16 seitlich an den abstehenden Deckeln der Verschlüsse der ersten, hier hinteren Spalte von Kavitaten 3 vorbei. Im Fall von mehr als zwei Spalten fahren sie an den Deckeln sämtlicher Spalten bis auf die Deckel der letzten Spalte vorbei und halten also hier im Bild von hinten kommend noch vor den Deckeln der hier im Bild vordersten Spalte. Hernach werden die Arme mit den Seitenarmen und den an deren Enden gelagerten Schliesswalzen horizontal am nun stationär gehaltenen Rahmen 6 weiter ausgefahren, wobei die Bewegung der Schliesswalzen in der Horizontalebene von den Führungsnuten 19,20 genau definiert ist. Diese Führungsnuten sind so gestaltet, dass die Schliesswalzen 15,16 zunächst schräg zur Dichtfläche 4 des Formteils 1 hin fahren und dabei die vor ihnen liegenden, schräg abstehenden Deckel an den teilentformten Verschlussunterteilen von hinten unterfahren. Hernach werden sie in bezug auf die Dichtfläche 4 wieder schräg von dieser wegbewegt, wodurch die Deckel von den Schliesswalzen 15,16 aus ihrer anfänglich um etwa 140° aufgeschwenkten Position in eine um etwa 90° aufgeschwenkte Position geschwenkt werden. Nun werden die Schliesswalzen erneut über einen geringen Weg schräg zur Dichtfläche hin gefahren. Dabei werden die Deckel aus ihrer noch halboffenen Lage zugeschwenkt. Die Bewegung der Schliesswalzen wird dann in bezug auf die Dichtfläche 4 des Formteils 1 stark abgeflacht und läuft in einem sehr spitzen Winkel mit ihr aus. Über dieses letzte Stück Bewegung der Schliesswalzen 15,16 werden die von ihnen erfassten Deckel auf ihrer Oberseite überollt und dabei so auf die unteren Verschlussteile gepresst, dass sie darauf einrasten. Die als Kerne geformten Auswerfer der Verschlussunterteile nehmen dabei die nötigen Reaktionskräfte auf, sodass die unteren Verschlussteile nicht etwa wieder in ihre Kavitaten zurückgestossen werden. Dank dem vorherigen leichten Anheben der unteren Verschlussteile in ihren Kavitaten rollen die Schliesswalzen ausschliesslich auf den Deckeloberflächen ab und kommen nicht mit der Dichtfläche 4 in Berührung. Diese würde sonst über die Zeit lokal verschleissen und das Werkzeug würde undicht. Nach diesem völligen und dichten Verschliessen der Deckel können die Schiesswalzen 15,16 bzw. die Arme 11 ,12 und Seitenarme 13,14 längs der gleichen Bewegungskurve innerhalb des Rahmens 6 zurückgefahren werden, wonach der Rahmen selbst aus dem Bereich zwischen den beiden Formteilen 1 ,2 zurückgefahren wird. Die Verschlussunterteile werden dann von den Auswerfern noch vollständig entfernt und die fertigen, verschlossenen Verschlüsse fallen aus dem Spritzautomaten, der nun wieder frei ist für einen nächsten Spritzvorgang.

[0010] Die Figur 2 zeigt die oben beschriebene Vorrichtung von der gegenüberliegenden Seite her gesehen. Hier sind die zwei pneumatischen Kolben-Zylindereinheiten 21 ,22 zum Antrieb des ganzen Rahmens 6 einerseits und zum Antrieb der Arme mit den Schliesswalzen andrerseits sichtbar. Das Formteil 1 mit den zu schliessenden Deckeln befindet sich in diesem Bild auf der rechten Seite. Den Rahmen 6 sieht man hier im Vergleich zu Figur 1 von der gegenüberliegenden Seite. Im Bild auf der rechten Seite sichtbar ist die pneumatische Kolben-Zylindereinheit 21 , welche auf eine um eine vertikal verlaufende Achse schwenkbare Dreiecksplatte 23 wirkt, an die eine Gelenkstange 24 angelenkt ist. Diese Gelenkstange 24 ist mit ihrem anderen Ende an einem Fortsatz 25 angelenkt, der an der Rahmenseitenwand angebaut ist. Fährt die Kolben-Zylindereinheit 21 aus, so wird die Dreiecksplatte 23 von oben gesehen im Uhrzeigersinn geschwenkt und die Gelenkstange 24 schiebt den Fortsatz 25 und damit den ganzen Rahmen 6 zwischen die Formteile 1 ,2 des Spritzwerkzeuges. Am Rahmeninnern ist an dessen Seitenwand ein Sockel 26 befestigt, an dem die zweite pneumatische Kolben- Zylindereinheit 22 angelenkt ist. Deren anderes Ende ist wie schon beschrieben an einer die beiden Arme 11 ,12 verbindenden Brücke 17 angelenkt. Wird diese Kolben-Zylindereinheit 22 ausgefahren, so schiebt sie die Brücke 17 und somit die mit ihr verbundenen Arme 11 ,12 und letztlich die Schliesswalzen 15,16 relativ zum Rahmen 6 weiter zwischen die Formteile 1 ,2, wobei die Schliesswalzen 15,16 eine zwangsweise Bewegungskurve abfahren, wie bereits beschrieben wurde. Die Bewegungen, die von den beiden pneumatischen Kolben-Zylindereinheiten 21 ,22 bewirkt werden, werden vorteilhaft von einer elektronischen Steuereinheit aufgrund von Signalen von Endabschaltem gesteuert.

[0011] In Figur 3 ist eine Draufsicht auf die Dichtfläche des Formteils 1 mit den Kavitaten 3 gezeigt, sowie auf den daneben angeordneten Rahmen 6 der Vorrichtung für das Schliessen der Deckel. In den beiden oberen Kavitaten 3 ist hier je ein fertig gespritzter Scharnierdeckel-Verschluss eingezeichnet, während die beiden unteren Kavitaten 3 leer sind. Oben und unten sieht man die Führungsschienen 7,8 und rechts im Bild ist die Vorrichtung für das Schliessen der Deckel zu sehen, die längs der Führungsschienen 7,8 von rechts nach links zwischen die Formteile des Spritzwerkzeuges einfahren kann.

[0012] Die Figur 4 zeigt die Vorrichtung zum Schliessen der Verschlussdeckel in Wartestellung in einer Ansicht von unten gezeigt, wenn das Spritzwerkzeug geschlossen ist. Während des Spritzens der Scharnierdeckel-Verschlüsse ist die Vorrichtung zum anschliessenden Schliessen der frisch gespritzten Deckel inaktiv und daher seitlich ausgefahren. Das Ein- und Ausfahren erfolgt ja längs der Führungsschienen 7,8, wobei im hier gezeigten Beispiel die dafür eingesetzte Kolben- Zylindereinheit 21 im Gegensatz zu jener in Figur 2 gezeigten parallel zur Bewegungsrichtung der Vorrichtung neben derselben angeordnet ist. Ebenfalls sichtbar ist die zweite pneumatische Kolben-Zylindereinheit 22, welche den Arm 12 mit seinen Seitenarmen 14 und den an ihren Enden gelagerten Schliesswalzen 16 betätigt. Unterhalb des Armes 12 ist die Führungsnut 20 sichtbar, in welcher die Rollen für die Führung laufen. Diese Rollen lagern um die Achsen 27,28, welche beide am Arm 12 befestigt sind.

[0013] In Figur 5 ist die Vorrichtung zum Schliessen der Deckel nach dem Hineinfahren des Armes 12 zwischen das geöffnete Spritzwerkzeug und vor dem Unterfahren der aufgeschwenkten Deckel in einer Ansicht von unten gezeigt. Allerdings ist nur eine Hälfte des Spritzwerkzeuges, das heisst das Formteil 1 , gezeichnet. Fährt nun die Kolben-Zylindereinheit 22 aus, so werden die Achsen 27,28 der Führungsrollen genau längs der Führungsnutmitte geführt. Die Schliesswalzen 16 vollführen eine entsprechende Bewegung, die ebenfalls mit feinen Strichen eingezeichnet ist. Aus der in Figur 5 gezeigten Position folgt zunächst ein Hinunterfahren der Schliesswalzen 16 unter die aufgeklappten Deckel. Hernach werden die Schliesswalzen 16 schräg nach oben gefahren, was die von den Schliesswalzen 16 vor sich her geschobenen Deckel zur ersten Phase des Zuschwenkens bringt. Dann werden die Schliesswalzen 16 erneut etwas abgesenkt, wodurch die Deckel zunächst ganz zugeklappt werden, um schliesslich durch eine stark abgeflachte Bewegung der Schliesswalzen mit zunehmendem Auflagedruck überrollt zu werden. Durch dieses Überrollen werden die Deckel satt auf die jeweiligen unteren Verschlussteile gepresst, sodass sie daran wie vorgesehen einrasten.

[0014] Die Figur 6 schliesslich zeigt die Möglichkeiten auf, welche für die Produktion von Scharnierdeckel-Verschlüssen dank des hier vorgestellten Verfahrens und der dazu offenbarten Vorrichtung eröffnet werden. Gezeigt ist hier ein Mehrfachwerkzeug für das gleichzeitige Spritzen von 24 Verschlüssen, welche nach dem Spritzen und Auswerfen der Deckel sogleich verdeckelt bzw. verschlossen werden. Mit je einer Vorrichtung für das Schliessen der Deckel der gespritzten Kunststoff-Verschlüsse auf den beiden Seiten des Spritzwerkzeuges werden jeweils die Deckel der in zwei nebeneinanderliegenden Spalten sitzenden Verschlüsse geschlossen. Die wesentlichen Vorrichtungsteile sind der Einfachheit halber bloss auf der hier rechten Werkzeugseite angedeutet, nämlich die Schliesswalzen 16 sowie die pneumatischen Kolben-Zylindereinheiten 21 für das Vorfahren der Schliesswalzen 16, sodass sie zunächst über den aufgeklappten Deckeln an die Position gefahren werden, ab welcher sie sich dann unter die Deckel bewegen. Diese anschliessende Bewegung sowie das anschliessende Zuklappen und Zupressen der Deckel erfolgt mittels der pneumatischen Kolben- Zylinder-Einheiten 22. Eine um die vertikale Symmetrieachse des Spritzwerkzeuges gespiegelte Vorrichtung wird in gleicher Weise auf der hier linken Seite des Werkzeuges angebaut, allerdings ist diese nicht eingezeichnet. Weiter sind in der Figur 6 die Führungsschienen 7,8 eingezeichnet. Statt nur eine obere und eine untere Führungsschiene sind hier wegen der grossen Höhe des Werkzeuges 1 vier Führungsschienen 7,8 eingesetzt, um der Vorrichtung zum Deckelschliessen eine präzise Führung zu geben. [0015] Dank des verfahrensgemässen Schliessens der Deckel mit diesen Vorrichtungen ist es möglich, ein in den beiden Dimensionen Höhe und Breite ausgewogenes Spritzwerkzeug zu konstruieren. Das hier gezeigte weist also matrixartig angeordnete Kavitaten 3 auf, in denen bereits gespritzte Verschlüsse eingezeichnet sind. Diese Matrix von Kavitaten 3 weist hier vier Spalten und sechs Reihen auf. Aufgrund des verfahrensgemässen Prinzips des Deckelschliessens ist es jedoch möglich, gar noch grössere Spritzwerkzeuge einzusetzen, mit noch mehr Spalten und Zeilen von Kavitaten. Dadurch lässt sich die Kapazität eines bestehenden Spritzautomaten erheblich steigern und entsprechend sinken die Stückkosten der einwandfrei verschlossenen und für die Montage auf die Gebinde fixfertigen Scharnierdeckelverschlüsse.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach- Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten, wobei die Kunststoff-Verschlüsse in mehreren zeilenförmig übereinander und spaltenförmig nebeneinanderliegenden Reihen gespritzt werden, bei dem nach dem öffnen des Spritzwerkzeuges die Deckel oder Kappen der gespritzten Verschlüsse vollständig aus ihren Kavitaten (3) ausgestossen werden, während die Verschlussunterteile in ihren Kavitaten (3) zunächst nur angehoben werden, wobei hernach für jede zeilenförmig angeordnete Reihe von nebeneinander angeordnet gespritzten Verschlüssen ein einzelner Arm (11 ,12) zum Schliessen der Deckel in Richtung der zeilenförmig angeordneten Reihe zwischen die Formteile (1 ,2) des Spritzwerkzeuges fährt, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Rahmen (6), an welchem die Arme (11 ,12) verschiebbar gelagert sind, mittels Führungsschienen (7,8) am Formteil (1 ) des Spritzwerkzeuges zwischen die beiden Formteile (1 ,2) hineingefahren wird, dann b) die Arme (11 ,12), welche mehrere, gegen die Seite des Formteils (1 ) mit den zu schliessenden Verschlüssen hin abzweigende Seitenarme (13,14) aufweisen, die je an ihrem Ende eine Schliesswalze (15,16) tragen, zwangsweise längs einer solchen Kurve innerhalb des Rahmens (6) verschoben werden, dass die Schliesswalzen (15,16) ihrer Seitenarme (13,14) zunächst in Bezug auf die Dichtfläche (4) des Formteils (1 ) über den ausgestossenen, offenen Deckeln ein Stück weit zwischen die Formteile (1 ,2) fahren, hernach c) die Schliesswalzen (15,16) schräg zur Dichtfläche (4) hin unter die zu schliessenden Deckel fahren und dann schräg von der Dichtfläche (4) wegfahrend je einen Deckel zuschwenken, dann d) die Schliesswalzen durch Abrollen auf der Deckeloberseite die Deckel schliessen, indem diese in den unteren Verschlussteilen einrasten, und e) die Arme (11 ,12) mit ihren Seitenarmen und Schliesswalzen (15,16) innerhalb des Rahmens (6) zurückgefahren und dann der Rahmen (6) am Formteil des Spritzwerkzeuges zurückgefahren wird, und schliesslich f) die Verschlussunterteile vollständig entformt werden.

2. Verfahren zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach- Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die einander folgenden Bewegungen der Arme (11 ,12) mittels einer Führungsnut (19,20) am Rahmen (6) gesteuert sind, in welcher Führungsrollen ablaufen.

3. Verfahren zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach- Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Hineinfahrens des Rahmens (6) mit den Armen (11 ,12) zwischen die beiden Formteile (1 ,2) des Spritzwerkzeuges mittels eines ersten pneumatischen Antriebs (21 ) erfolgt, und die Bewegung des Unterfahrens der Verschlussdeckel sowie deren Überfahrens mittels eines zweiten pneumatischen Antriebs (22), wobei sämtliche Bewegungen von einer elektronischen Steuereinheit aufgrund von Signalen von Endabschaltem gesteuert werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten, wobei die Kunststoff-Verschlüsse in mehreren zeilenförmig übereinander und spaltenförmig nebeneinanderliegenden Reihen gespritzt werden, und nach dem Öffnen des Spritzwerkzeuges die Deckel oder Kappen der gespritzten Verschlüsse vollständig aus ihren Kavitaten (3) ausgestossen werden, während die Verschlussunterteile in ihren Kavitaten (3) zunächst nur angehoben werden, und die Vorrichtung zum Schliessen der Deckel zwischen die Formteile des Spritzwerkzeuges verschiebbare Arme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit Führungsschienen (7,8) am Formteil (1 ) des Spritzwerkzeuges geführten und mittels Antriebsmitteln zwischen die beiden Formteile (1 ,2) hineinfahrbaren Rahmen (6) aufweist, und für jede Reihe von nebeneinander angeordnet gespritzten Verschlüssen einen an diesem Rahmen (6) mittels gesonderter Antriebsmittel bewegbaren Arm (11 ,12) mit mehreren, gegen die Seite des Formteils (1) mit den zu schliessenden Verschlüssen hin abzweigenden Seitenarmen (13,14) aufweist, die an ihrem Ende je eine Schliesswalze (15,16) tragen, und dass bei zwischen die Formteile (1 ,2) des geöffneten Mehrfach-Spritzwerkzeuges eingefahrenem Rahmen (6) jeder Arm (11 ,12) längs einer Führungskurve verschiebbar ist, die sicherstellt, dass die Schliesswalzen (15,16) seiner Seitenarme (13,14) in Bezug auf die Dichtfläche (4) des Formteils (1 ) über den offenen Deckeln erst ein Stück weit zwischen die Formteile (1 ,2) und dann schräg zur Dichtfläche (4) hin unter die zu schliessenden Deckel fahren, und schliesslich je einen Deckel schräg von der Dichtfläche (4) wegfahrend zuschwenken und durch Abrollen auf seiner Oberfläche durch Einrasten auf dem Verschlussunterteil zuschliessen.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautornaten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Arme (11 ,12) mit ihren Seitenarmen (13,14) innerhalb des Rahmens (6) längs der Führungskurve in der Horizontalebene beweglich angeordnet sind, und dass dieser Rahmen (6) seinerseits mittels zweier Führungsschienen (7,8), die parallel übereinander angeordnet an demjenigen Formteil (1 ) des Spritzwerkzeuges montiert sind, an dem die Deckel der gespritzten Verschlüsse zu verschliessen sind, in der Horizontalebene linear verschiebbar geführt ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (6) auf der Innenseite seiner Ober- und Unterseite je eine Führungsnut (19,20) aufweist, in welchen passgenaue Führungsrollen laufen, die seitlich an dem oder den Armen (11 ,12) gelagert sind, und dass der oder die Arme (11 ,12) über einen pneumatischen Antrieb (22) in der Horizontalebene verschiebbar sind, sodass die Schliesswalzen (15,16) am Ende der Seitenarme (13,14) über eine durch die Führungsnuten (19,20) erzwungenen Bewegung abfahrbar sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Arme (11 ,12) mittels einer pneumatischen Kolben-Zylindereinheit (22) in der Horizontalebene verschiebbar sind, welche Kolben-Zylindereinheit (22) mit ihrem anderen Ende gelenkig an einem Sockel (26) montiert ist, welcher fest mit dem Rahmen (6) verbunden ist.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel für die Bewegung des Rahmens (6) eine gesonderte pneumatische Kolben-Zylindereinheit (21 ) einschliessen, welche quer zur Bewegungsrichtung des Rahmens (6) wirkt und ausserhalb desselben angeordnet ist, und deren Kraft mittels einer schwenkbaren Dreiecksplatte (23) und einer Gelenkstange (24) um 90° in die Bewegungsrichtung des Rahmens (6) umgelenkt ist.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten (19,20) in Kunststoffplatten (29,30) eingefräst sind, welche auf den Innenseiten der Ober- und Unterseite des Rahmens (6) montiert sind.

0. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schliessen von Kunststoff-Verschlüssen an einem Mehrfach-Spritzwerkzeug eines Spritzautomaten nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (6) rollengelagert in Schwalbenschwanznuten an komplementär dazu passenden zwei Führungsschienen (7,8), die parallel übereinander angeordnet am Formteil (6) des Spritzwerkzeuges montiert sind, in der Horizontalebene linear verschiebbar geführt ist.